CN106750815A - 一种聚乙烯氟化色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：钛白粉50～60份，聚乙烯树脂35～50份，氟合剂1～3份，所述氟合剂包含全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯。本发明提供的这种色母粒利于后期的氟化处理，尤其是色母粒表面与氟化层结合牢固，提高了氟化效果，从而能够大大增强色母粒制品对有机溶剂的阻隔性，满足市场的高要求。此外这种色母粒在耐高温性、阻燃性与抗氧化方面效果显著。本发明还同时提供上述色母粒的制备方法，通过对原料混合转速、工作温度和持续时间等参数进行优化，能够进一步发挥原料特性，提高制得的聚乙烯氟化色母粒的产品质量。

Description

一种聚乙烯氟化色母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯氟化色母粒及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对塑料制品的审美要求也越来越高，相应的，对塑料着色的需求就越强烈。
塑料着色是将本色树脂与着色剂混和混炼造粒成有色塑料后，用于成型工序。
传统的塑料着色是干粉着色。即将粉状着色剂与本色树脂均匀混和后直接用于制造塑料制品。其缺点是与本色树脂的相容性差，稳定性差，着色剂飞扬而造成环境污染。
为克服上述不足，高浓度色母粒着色剂应运而生，迅速成为现今最普遍采用的塑料着色法。色母粒着色是将色母粒与本色树脂简单混和后用于制造塑料制品。
色母粒着色的显著优点：第一，使用方便，对成型环境无污染。
第二，着色均匀，稳定，提高塑料制件质量。
第三，易于计量，可应用自动化程度高的成型生产系统。
另外，还可将着色、抗老化剂、抗静电剂等集于一方，制成功能母粒或功能色母粒，方便使用。
其中，色母粒着色技术中的核心是色母粒，它是由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经良好分散而成的塑料着色剂，其所选用的树脂对着色剂具有良好润湿和分散作用，并且与被着色材料具有良好的相容性。
近年来，我国塑料工业得到飞速发展，到2005年，我国塑料制品总量将超过1200万t，需色母粒超过15万-24万t，并以每年20％的速度在增长。中国色母粒行业起步于上世纪70年代中期。经过40多年特别是上世纪90年代到目前的迅猛发展，中国色母粒行业目前年产能力已达50万吨。基本能够适应塑料和化纤工业的需要。未来几年，中国色母粒行业将进入稳步发展阶段，朝着多功能化、高颜料含量和高技术含量方向前进。
在品种开发方面，我国生产厂家已经开发出了纤维用色母粒、薄膜用色母粒、电线电缆用色母粒、聚烯烃色母粒、PVC色母粒、注塑制品用色母粒等，其中一些色母粒兼具耐酸型、抗老化型、阻燃型等功能特性，但更多功能性色母粒仍亟待开发，来缓解多元化市场的需求。
目前市场需求不断增大的一类产品是对有机溶剂具有高阻隔性的色母粒，已知工艺中提高色母粒对有机溶剂阻隔性的关键是采用氟化处理，可以说氟化处理品质的好坏，尤其是表面氟化膜层与色母粒的结合效果的优劣关系到色母粒产品最终的阻隔性能。
CN102070817A公开了一种食品包装用色母粒及其制造方法，该食品包装用色母粒，具有耐酸碱性，包括组分及其重量份如下：低密度聚乙烯40-60份、耐酸碱颜料40-45份、有机颜料25-45份、硬脂酸锌1-5份、铝钛复合型偶联剂16-20份、聚乙烯蜡1-5份、及碳酸钙0-10份。该色母粒分散性和表面光泽性好，有一定的耐酸碱能力，不易褪色，主要应用领域限定在热塑性塑料制品中。然而我们在对这种色母粒产品进行氟化处理后，发现其对于有机溶剂的阻隔性依旧较差，无法满足目前的市场需求。
因此目前广泛使用的色母粒不利于后期的氟化处理，而氟化的好坏，尤其是氟化层与色母粒的结合牢固性与色母粒有很大关系，由此需要特殊配比的色母粒。
发明内容
本发明目的是：针对背景技术中涉及的已有色母粒产品氟化效果差的缺点而提供一种利于氟化处理的聚乙烯氟化色母粒，这种色母粒与氟化层结合牢固，其制品对有机溶剂具有高的阻隔性，能够满足市场需求。
本发明的技术方案是：一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉50～60份，聚乙烯树脂35～50份，氟合剂1～3份，所述氟合剂包含全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯。
优选的，本发明由以下质量份数的组分组成：
钛白粉52～58份，聚乙烯树脂40～45份，氟合剂1～2份。
更为优选的，本发明由以下质量份数的组分组成：
钛白粉55份，聚乙烯树脂43份，氟合剂2份。
优选的，本发明中所述氟合剂中全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯的质量比为1:1～1:3。
更为优选的，本发明中所述氟合剂还包括聚乙烯蜡。所述聚乙烯蜡具有好的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，能够进一步增强氟合剂在这方面的改善特性。
优选的，本发明中所述聚乙烯树脂为MI＝4的低密度聚乙烯树脂。
本发明同时提供上述聚乙烯氟化色母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，将各种组分按处方比添加到混料器中，高速混合2～6分钟；
步骤二，设定螺杆挤出机工作温度，进行加温并恒温；
步骤三，将步骤一获取的混合料，加入螺杆挤出机；
步骤四，正常挤出后，冷却造粒成型。
进一步的，本发明的步骤二中，螺杆挤出机的工作温度为100～200摄氏度，恒温持续时间10～40分钟。
进一步的，本发明的步骤四中，采用冷却方式为水冷。
本发明中的氟合剂是一种氟化专用助剂，在聚乙烯树脂中极易分散，均匀程度高，其具备下述特点：
1、遮盖力高、均匀、细腻、色差小、无凝胶(晶点)；
2、着色力强、耐热性、耐候性、耐溶剂性、耐迁移(无白霜)；
3、分散力强、比表面积张大，对光线的作用增强，提高光泽度、透明度、降低物度。
需要说明，本发明为了不影响色母粒最终产品的功能效果，其组分中不再添加常规的稳定剂和分散剂。
本发明的优点是：
本发明提供的这种色母粒通过添加专门的氟合剂作为氟化加工助剂，能够提高色母粒表面与氟化层的结合力，利于后期的氟化处理，提高了氟化效果，从而大大增强色母粒制品对有机溶剂的阻隔性，满足市场在这方面的要求。此外这种色母粒在耐高温性、阻燃性与抗氧化方面效果显著，能够有效满足有机溶剂条件下的色母粒制品使用。本发明还同时提供上述色母粒的制备方法，通过对原料混合转速、工作温度和持续时间等参数进行优化，能够进一步发挥原料特性，提高制得的聚乙烯氟化色母粒的产品质量。
具体实施方式
实施例1：一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉55份，聚乙烯树脂43份，氟合剂2份，所述氟合剂由全氟辛酸铵、聚偏二氟乙烯和聚乙烯蜡组成，其中全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯的质量比为1:1。而聚乙烯载体为MI＝4的低密度聚乙烯。
上述聚乙烯氟化色母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，将各种组分按处方比添加到混料器中，高速混合6分钟；
步骤二，设定螺杆挤出机工作温度，进行加温并恒温，其中螺杆挤出机的工作温度为200摄氏度，恒温持续时间30分钟；
步骤三，将步骤一获取的混合料，加入螺杆挤出机；
步骤四，正常挤出后，水冷造粒成型。
实施例2：一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉58份，聚乙烯树脂45份，氟合剂2份，所述氟合剂由全氟辛酸铵、聚偏二氟乙烯和聚乙烯蜡组成，其中全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯的质量比为1:2。而聚乙烯载体为MI＝4的低密度聚乙烯。
上述聚乙烯氟化色母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，将各种组分按处方比添加到混料器中，高速混合5分钟；
步骤二，设定螺杆挤出机工作温度，进行加温并恒温，其中螺杆挤出机的工作温度为180摄氏度，恒温持续时间35分钟；
步骤三，将步骤一获取的混合料，加入螺杆挤出机；
步骤四，正常挤出后，水冷造粒成型。
实施例3：一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉50份，聚乙烯树脂48.5份，氟合剂1.5份，所述氟合剂由全氟辛酸铵、聚偏二氟乙烯和聚乙烯蜡组成，其中全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯的质量比为1:3。而聚乙烯载体为MI＝4的低密度聚乙烯。
上述聚乙烯氟化色母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，将各种组分按处方比添加到混料器中，高速混合5分钟；
步骤二，设定螺杆挤出机工作温度，进行加温并恒温，其中螺杆挤出机的工作温度为150摄氏度，恒温持续时间40分钟；
步骤三，将步骤一获取的混合料，加入螺杆挤出机；
步骤四，正常挤出后，水冷造粒成型。
将实施例3获取的色母粒产物与目前市场上常见的色母粒进行失重率实验比对，数据见下表：
产品失重率越小说明对于有机溶剂的阻隔性能就越好，从上述表格可以看出，本发明提供的这种聚乙烯氟化色母粒对于有机溶剂的阻隔性能远远优于常规色母粒产品。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉50～60份，聚乙烯树脂35～50份，氟合剂1～3份，所述氟合剂包含全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉52～58份，聚乙烯树脂40～45份，氟合剂1～2份。
3.根据权利要求2所述的一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于由以下质量份数的组分组成：
钛白粉55份，聚乙烯树脂43份，氟合剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于所述氟合剂中全氟辛酸铵和聚偏二氟乙烯的质量比为1:1～1:3。
5.根据权利要求1或4所述的一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于所述氟合剂还包括聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯氟化色母粒，其特征在于所述聚乙烯树脂为MI＝4的低密度聚乙烯树脂。
7.一种如权利要求1～6任意一项所述的聚乙烯氟化色母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，将各种组分按处方比添加到混料器中，高速混合2～6分钟；
步骤二，设定螺杆挤出机工作温度，进行加温并恒温；
步骤三，将步骤一获取的混合料，加入螺杆挤出机；
步骤四，正常挤出后，冷却造粒成型。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤二中，螺杆挤出机的工作温度为100～200摄氏度，恒温持续时间10～40分钟。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤四中，采用冷却方式为水冷。
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